SE454599B

SE454599B - Anvendning av en omagnetisk legering for framstellning av elektromagnetiska omrorarrullar for strenggjutningsmaskiner

Info

Publication number: SE454599B
Application number: SE8300737A
Authority: SE
Inventors: A Shintani; Y Yamakami; H Hiraishi
Original assignee: Kubota Ltd
Priority date: 1982-02-12
Filing date: 1983-02-11
Publication date: 1988-05-16
Also published as: FR2521595B1; US4484958A; SE8300737D0; DE3304821C2; KR840003700A; SE8300737L; FR2521595A1; JPS6058781B2; KR880000767B1; DE3304821A1; JPS58141369A

Description

454 599 10 15 20 25 30 35 2 SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Föreliggande uppfinning, vars kännetecken framgår av patentkraven, uppfyller ovannämnda krav.

Utmärkande för uppfinningen är att man som material för framställning av elektromagnetiska omrörarrullar för stränggjutningsmaskiner använder en omagnetisk legering, som inbegriper följande komponenter i följande halter, räknat i viktprocent: C 0,1 - 0,6 0 Mn s',o - 15,0 Cr 5,0 - 15,0 Ni 5,0 - 13,0 0 endera eller bådadera av 0 resten utgöres av Fe och oundvikliga föroreningar.

Legeringen enligt föreliggande uppfinning har utomordentliga omagnetiska egenskaper av upp till ca 1,005 i magnetisk permeabilitet, en hög hårdhet av ca 200 eller högre i VHN samt god svetsbarhet.

KORT RITNINGSBESKRIVNING Pig 1 är ett diagram, som visar sambandet mellan grundmassesprickor och V-halten i enlighet med grund- massespricktest av Battele-typ.

Pig 2a är en planvy, som visar ett provstycke, som används för ett grundmassespricktest av Battele-typ; Fig 2b är en sektionsvy, som tagits längs linjen II-II i fig 2a.

DETALJERAD BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Skälen till att begränsa komponenterna hos före- liggande legering enligt ovan kommer att beskrivas nedan.

C: 0,l-0,6 %.

C är ett användbart element för bildning av auste- nit för att göra legeringen omagnetisk och är också nödvändigt för att ge ökad hårdhet. Om C-halten är mindre än 0,1 % är den inte helt effektiv för att skapa hård- 10 15 20 25 30 35 454 599 3 het. Fastän denna effekt kan förbättras genom att öka halten, resulterar ett överskott av C i minskad seghet och leder på ett skadligt sätt till ökad permeabilitet genom grovkorniga karbider, varför C-halten bör vara upp till 0,6 %. 0 Si, som mäste användas som ett desoxidationsmedel, verkar som ett ferritbildande element och ökar den magne- tiska permeabiliteten när det förefinnes i stor mängd.

För att undvika den oönskade effekten bör Si-halten inte överstiga 2,0 %.

Mn: 5,0-15,0 % Mn är väsentligt för legeringen som ett desoxida- tionsmedel och avsvavlingsmedel och även som ett auste- nitbildande och stabiliserande element för omagnetise- ring. Det är önskvärt att minst 5 % Mn förefinnes för stabilisering av austenitfasen. När emellertid Mn före- ligger i en överdrivet stor mängd blir legeringen mindre motstándskraftig mot oxidation vid hög temperatur för- utom att dess hårdhet minskas, varför den övre gränsen för Mn-halten är 15,0 %.

Cr: 5,0-l5,0 % Cr är effektivt för att skapa förbättrad motstånds- kraft mot oxidation samt högre hàrdhet. För att vara helt effektivt föreligger Cr företrädesvis i en mängd av minst 5,0 %. Vid högre halt bildar emellertid Cr ferrit, som gör austenitfasen instabil. Det är därför önskvärt att Cr-halten är upp till 15,0 %.

Ni: 5,0-l3,0 % Ni är ett mycket användbart element för austenit- bildning. Minst 5,0 % Ni måste föreligga för bildning och stabilisering av austenit. Ökning av Ni-halten leder emellertid till minskad hårdhet, varför den övre gränsen för Ni-halten är 13,0 %. 0 V är effektivt för att skapa finare korn, varigenom det bidrar till att förbättra segheten. V bildar emel- 454 10 15 20 25 30 35 599 4 lertid ferrit, som gör att den magnetiska permeabilite- ten ökar med ökad V-halt. V-halten i föreliggande lege- ring bör därför vara mindre 1,0 % för att hålla den magnetiska permeabiliteten på ett stabilt lågt värde.

För att uppnå förbättrad seghet genom finare korn före- drages det att minst 0,1 % av elementet V föreligger, även om det icke desto mindre är effektivt även i spår- mängder. Såsom visas i det efterföljande exemplet, för- bättras även svetsbarheten genom att V-halten sålunda begränsas till mindre än 1,0 %. 0 Både Mo och Nb åstadkommer förbättrad hårdhet genom upplösningshärdning av karbider. Dessa element, som bildar ferrit, försämrar emellertid stabiliteten hos austenitfasen om de används i större mängder. För att undvika denna nackdel föredrages det att Mo-halten är upp till 1,0 % och att Nb-halten är upp till 2,0 %.

Fastän ett av dessa element kan användas ensamt, åstad- kommer båda elementen, om de används tillsammans, en synergistisk effekt som ger i hög grad ökad hårdhet.

Medan det är önskvärt att legeringen innehåller P, S och andra föroreningar i minimerade mängder, er- hålles ingen särskild nackdel om dessa föroreningar är sådana, att de oundvikligen införlivas i legeringen vid ett industriellt legeringstillverkningsförfarande.

Legeringen enligt uppfinningen utsätts för upp- lösningsbehandling på vanligt sätt och den övermättade austeniten för stå i rumstemperatur. Den erhållna lege- ringen har utomordentliga omagnetiska egenskaper, dvs låg magnetisk permeabilitet, samt hög hårdhet. Lege- ringen har även utmärkt svetsbarhet.

Föreliggande uppfinning kommer att beskrivas nedan mera i detalj med hänvisning till de följande exemplen.

ExEMPEL 1 ' Legeringsprover av olika kompositioner framställ- des, utsattes sedan för upplösningsbehandling (ll0O0C 10 15 20 25 454 599 5 X 3 h, kylning med vatten) och kontrollerades därefter med avseende på magnetisk permeabilitet (u) och hårdhet (VHN). Den magnetiska permeabiliteten (u) mättes med en magnetisk permeabilitetstestare av typ Phörster Probe.

Hårdheten mättes med en Vickers-hårdhetstestare vid en belastning av 10 kg.

Tabell 1 visar de kemiska sammansättningarna hos proven och de uppmätta värdena på magnetisk permeabi- litet och hårdhet hos dessa. Prov nr l-6 är legeringar enligt uppfinningen och prov nr 7-19 är legeringar, som jämföres med de enligt uppfinningen med avseende på magnetisk permeabilitet och hårdhet. Prov nr l9 är ett material enligt AISI 304, som används konventionellt för elektromagnetiska omrörarrullar.

Såsom framgår av tabell l, är föreliggande lege- ringar (prov nr l-6) överlägsna det koventionellt an- vända materialet enligt AISI 304 (prov nr 19) både med avseende på omagnetiska egenskaper och hårdhet.

De andra jämförelseproverna nr 7-18, hos vilka halten av nâgra komponenter ligger utanför de områden som definieras enligt uppfinningen, är alla sämre än legeringen enligt uppfinningen med avseende på omagne- tiska egenskaper, och vidare har nàgra otillräcklig hårdhet, fastän de har relativt låg magnetisk permeabi- litet, och några har otillfredsställande omagnetiska egenskaper, fastän de har hög hårdhet. Jämförelselege- ringarna misslyckas sålunda med att samtidigt uppfylla båda kännetecknen.

...I _. 454 599 Xx ñumwcﬂcwuouww mmﬂax0>vc:0 :OO Om c@m0Auc0mm> um cwvmwmv 00. 000.. | 0.0 | 0.0 0.0. 0.0 00.0 00.0 0. _00 08.. m... 0.0 0.0 0.0 0.0 000 00.0 0.0.0 0. 000 0.0.- ... 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 00.0 00.0 0. 9 000 08.. .. 0.0 0... 0.0 0.0 0.0 00.0 _06 0. m. 00. 000.: .. 0.0 .. 10 0.0 0.0 00.0 0.0.0 0. w. 00. 000.. | 0.0 00.0 00. 000 0.0 00.0 00.0 _: 0 . 000 08.. ._ 0.0 0.0.0 0.. 10 0.0 00.0 00.0 0. 00.... 000 05.- .. 0.0 00.0 0.0 0.0. 0.0 00.0 _06 0. w 00. 000.. .. 0.0 00.0 0.0 0.0 0.0 00.0 00.0 ._ m 00. 000.. | 0.0 00.0 0.0 0.0 0.0. 00.0 00.0 0. 00. 0.0.. | ...0 00.0 0.0 0.0 0.0 00.0 00.0 0 00. 000.. | 0.0 00.0 0.0 0.0 10 00.0 00.0 0 00. 000.. n 0.0 00.0 0.0 10 0.0 00.0 5.0 0 ...w .Nm 000.- 0.. 0.0 0.0.0 0.0 0.0 0.0 00.0 00.0 0 m0 000. 000.. _.. .. 00.0 10. 0.0 0.0 00.0 00.0 0 em _00 000.0 .. 0.0 00.0 10 0.0 0.0 .00.0 0.0.0 ._ .1 .mn 000 000.. .. 0.0 00.0 0. . . . . rm. 0 0 0 0 0 00 0 .0 0 0 .ßﬂ 00w 000.. .. 0.0 00.0 0.0 0.0 20 00.0 00.0 0 æw 0.0 000.. .. 0.0 00.0 0.0 0.0 0.0 00.0 010 _ EES .A5 pßﬂﬂpm0smwm å 0: > 02 _00 n: 00 0 .å 000000 = .uwzwuan 000 0ø0000n0we0mm 00000000: .^0»00>0 0=0=000m00es0m 000000 .H 000040 10 15 20 25 30 35 454 599 i EXEMPEL 2 Legeringsprover från ett material med sammansätt- ningen 0,35C-O,75Si-8,95Mn-8,80Cr-9,05Ni-0,86Mo-l,46Nb- V-Fe framställdes, varvid V-halten ändrades på olika sätt, och proverna kontrollerades med avseende på svets- barhet genom grundmassespricktest av Battele-typ. Från ovanstående prover erhölls plåtlikande provstycken med dimensionerna bredd (W), 50,8 mm x längd (L) 76,2 mm x tjocklek (T) 25,4 mm, såsom visas i fig 2a och 2b.

En svetssträng (B) med längden 31,75 mm àstadkoms på ytan av provstyckena. Efter åstadkommandet av svets- strängen lämnades provstyckena 1 dag och l natt och avskars därefter längs med centrumlinjen (II-II i fig 2a). Testresultaten visas i fig 1. Av testresultaten framgår att legeringarna med en V-halt av mindre än 1,0 % är fria från svetssprickor och sålunda har utmärkt svetsbarhet.

Legeringen enligt uppfinningen har det viktiga kännetecknet att den har en särskilt utmärkt svetsbarhet förutom egenskaperna låg magnetisk permeabilitet och hög hårdhet.

Såsom framgått av det föregående, har legeringen enligt uppfinningen låg magnetisk permeabilitet och hög hårdhet och är därför lämpad som material för elektromagnetiska omrörarrullar till användning i en maskin för stränggjutning. Eftersom sådana omrörarrul- lar, som framställts av föreliggande legering, effektivt agiterar endast den inre ej stelnade delen av plattämnet som passerar över rullarna utan att själva magnetiseras på grund_av de utomordentliga omagnetiska egenskaperna, uppnår rullarna en förbättrad energiverkningsgrad samtidigt som de har förbättrad hållbarhet på grund av den höga hàrdheten. Legeringen enligt uppfinningen har också utmärkt svetsbarhet och är därför fördelaktig för underhållsarbeten.

Legeringen enligt uppfinningen är inte bara an- vändbar för elektromagnetiska omrörarvalsar hos maskiner 454 599 10 'i B för stränggjutning, den är också användbar för olika andra apparater, såsom fusionsapparater, linjärmotor- fordon, osv, eftersom delar till sådana måste ha låg magnetisk permeabilitet och hög hårdhet. Legeringen enligt uppfinningen är även lämpad som konstruktions- material med tanke på dess goda svetsbarhet.

Föreliggande uppfinning är inte begränsad till föregående beskrivning, utan kan lätt modifieras på olika sätt av fackmannen pá omrâdet utan att man avviker från uppfinningens ram. Sådana modifieringar inbegripes i ramen för uppfinningen. 4 A)

Claims

10 20 454 599 PATENTKRAV

1. Användning av en omagnetisk legering, som har en magnetisk permeabilitet av upp till 1,005 och en Vickers-hårdhet av minst 200, som har god svetsbarhet och som inbegriper följande komponenter i följande halter, räknat i vikt%: C 0,1 - 0,6 o Mn 5,0 - 15,0 Cr 5,0 - 15,0 Ni 5,0 - 13,0 0 'endera eller bádadera av 0 resten utgöres av Fe och oundvikliga föroreningar; som ett material för framställning av elektromagnetiska omrörarrullar för stränggjutningsmaskiner.

2. Användning av en legering enligt kravet 1 med en V-halt av minst 0,1 % och mindre än 1,0 %.